MJPEG
MJPEG(運動JPEG)壓縮技術主要是基於靜態視頻壓縮。它的主要特點是基本不考慮視頻流中不同幀之間的變化,只壓縮某壹幀。
MJPEG壓縮技術可以獲得高清視頻圖像,並動態調整幀率和分辨率。但是由於沒有考慮到幀間的變化,重復存儲了大量的冗余信息,所以壹個單幀視頻占用的空間很大,流行的MJPEG技術最好的監控和視頻編碼也只能做到每幀3千字節,通常是8 ~ 20千字節!
MPEG-1/2
MPEG-1標準主要針對SIF標準的分辨率(NTSC制式為352X240;PAL制是352X288)。壓縮比特率的主要目標是1.5Mb/s/s,與MJPEG技術相比,MPEG1在實時壓縮、每幀數據量和處理速度上都有顯著的提升。但是MPEG1也有很多缺點:存儲容量還是太大,清晰度不夠高,網絡傳輸困難。
MPEG-2在MPEG-1的基礎上進行了擴展和升級,MPEG-1的向後兼容主要用於存儲媒體、數字電視、高清等應用領域。分辨率為:低分辨率(352x288)、中分辨率(720x480)和第二高分辨率(1440x65438)。與MPEG-1相比,MPEG-2視頻提高了分辨率,滿足了用戶對高清的要求。但由於壓縮性能提升不大,存儲容量仍然過大,不適合網絡傳輸。
MPEG-4
與MPEG-1/2相比,MPEG-4視頻壓縮算法在低比特率壓縮方面有顯著的改進。在CIF(352*288)或更高清晰度(768*576)的情況下,視頻壓縮在清晰度和存儲容量上比MPEG-1有更大的優勢,更適合網絡傳輸。此外,MPEG-4可以方便地動態調整幀速率和比特率,以減少存儲容量。
由於MPEG-4的系統設計過於復雜,MPEG-4很難完全實現兼容,在視頻會議、可視電話等領域也很難實現,偏離了初衷。此外,我國企業還面臨著高額專利費的問題,其中規定:
-每個解碼設備需要支付MPEG-LA 0.25。
-編解碼設備也需要按時間付費(4分錢/天=1.2美元/月=14.4美元/年)。
H.264/AVC
視頻壓縮的國際標準主要有ITU-T制定的H.261、H.262、H.263和H.264以及MPEG制定的MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4,其中H.262/MPEG-2和H.264/MPEG-4 AVC由。
簡單來說,H.264是壹種視頻編碼技術,與微軟的WMV9屬於同壹種技術,即壓縮動態圖像數據的“編解碼”程序。
壹般來說,如果不經壓縮使用動態圖像數據,數據量非常大,容易造成通信線路故障和數據存儲容量不足。因此,在發送動態圖像時,或者在DVD上保存圖像內容時,或者在使用存儲介質容量較小的數碼相機或拍照手機拍攝圖像時,有必要使用編解碼器。雖然有很多種編解碼器,但MPEG-2主要用於DVD視頻和微波數字電視,MPEG-4主要用於數碼相機。
作為壹種壓縮視頻編碼技術,H.264在視頻壓縮中起著最重要的作用。人們熟悉的MPEG2-2,最常用的DVD視頻編碼技術,已經落後了。
對於最想要的HDTV節目,如果廣播時間約為2小時,則使用MPEG2-2只能壓縮到30GB,而使用H.264和WMV9-9等高壓縮率編解碼器可以壓縮到15GB以下,圖像質量沒有任何下降。
上面的例子說明了H.264的技術優勢,壹般來說,H.264的數據壓縮率是MPEG2的2倍以上,是MPEG4的1.5倍。理論上,在相同畫質和容量的情況下,它可以比DVD光盤保存圖像的時間長2倍以上。編解碼器廣泛用作視頻內容,如電影和音樂會以及便攜式設備。
大家都還記得當年的視頻解壓卡,也就是DVD/VCD解壓卡。這個東西的原理很簡單,就是把DSP芯片安裝在卡上,這個芯片唯壹的作用就是解壓特殊格式的代碼。當顯卡性能逐漸增強滿足視頻播放需求時,視頻解壓卡就消失了。
ATI的做法是,最新的R520 VPU包含H.264解碼技術。這種特殊的算法直接交給顯卡VPU進行運算,而不是完全交給CPU,這樣CPU就可以騰出手來進行更復雜的運算。
H.264集中了以往標準的優點,在多個領域取得了突破性進展,使其獲得了比以往標準好得多的整體性能:
-與H.263+和MPEG-4 SP相比,可節省高達50%的碼率,大大降低存儲容量;
H.264可以在不同分辨率、不同碼率下提供高視頻質量;
-采用“網絡友好”的結構和語法,使其更有利於網絡傳輸。
H.264采用簡單的設計,比MPEG4-4更容易普及,更容易在視頻會議和可視電話中實現,更容易實現互聯互通,可以很容易地與G.729等低比特率語音壓縮結合,形成壹個完整的系統。
MPEG LA吸收了MPEG-4高昂的專利費,很難普及。MPEG LA制定了以下低成本的H.264收費標準:H.264在播放時基本不收費;H.264編解碼器嵌入產品時,年產量小於65438+萬臺,大於65438+萬臺為0.2美元,大於500萬臺為0.1美元。低專利費讓中國H.264監控產品更容易走向世界。
H.264發展歷史
隨著NGN、3G和3G的演進以及NGBW對視頻、多媒體業務和網絡應用的快速發展需求,高效視頻數字壓縮編碼技術作為視頻業務和存儲應用的核心技術,越來越受到人們的關註,成為廣播、視頻和多媒體通信領域的壹個亮點和熱點,其中H.264視頻編碼標準是壹個家喻戶曉的名字。
早在1993年,ITU-T(國際電信聯盟電信標準化部)就制定了首個視頻編碼標準H.261,輸出速率為p*64 kbit/s,主要用於ISDN、ATM等準寬帶和寬帶信道視頻。隨著時間的不斷發展,經歷了1996年的H.263,1998年的H.263+,2000年的H.263++。到2001年,MPEG意識到了H.264/AVC的潛在優勢和與VCEG合作的必要性,於是兩者合作成立。這個標準叫做H.264在ITU-T;在ISO/IEC中稱為MPEG 4-Part 10 AVC(高級視頻編碼,Part 10),也就是我們今天都在說的H.264/AVC。
與以前的壹些編碼標準相比,H.264標準繼承了H.263和MPEG1/2/4視頻標準協議的優點,但結構沒有改變,只是在各個主要功能模塊中采用了壹些先進的技術,提高了編碼效率。其主要表現是編碼不再基於8×8塊,而是基於4×4塊,進行殘差變換編碼。采用的變換編碼方法不再是DCT變換,而是整數變換編碼。采用編碼效率更高的上下文自適應二進制算術編碼(CABAC),也不同於相應的量化過程。H.264標準是壹種更加實用有效的圖像編碼標準,具有簡單易實現、精度高無溢出、運算速度快、占用內存小、弱化塊效應等優點。
與H.263/MPEG-4相比,H.264/AVC在壓縮編碼效率、視頻內容的自適應處理能力和網絡層次上都有了很大的提高,尤其是自適應處理能力、抗幹擾能力以及對IP網絡和移動網絡的魯棒性,這也造成了H.264被炒熱的局面。應該說H.264/AVC的應用相當廣泛,包括固定或移動可視電話、手機、實時視頻會議、視頻監控、流媒體、多媒體視頻、互聯網視頻和多媒體、IPTV、手機電視、寬帶電話和視頻信息存儲等。,這也是業界普遍看好它的重要原因。